[发明专利]运动控制方法、装置、机器人控制设备及可读存储介质

权利要求书

1.一种运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取仿人机器人在当前时刻的全身广义坐标向量、实际任务空间向量以及待执行任务空间向量，其中所述全身广义坐标向量由所述仿人机器人的腰部姿态矩阵及机械臂姿态矩阵组成；

根据所述腰部姿态矩阵及所述机械臂姿态矩阵，计算所述全身广义坐标向量相对于所述实际任务空间向量的逆向雅可比矩阵；

根据与所述全身广义坐标向量对应的预设位置限制条件，将所述实际任务空间向量及所述待执行任务空间向量结合到所述逆向雅可比矩阵的零空间中，计算与所述待执行任务空间向量对应的目标广义坐标向量，其中所述预设位置限制条件用于描述所述仿人机器人各关节在运动过程中的极限运动范围；

按照所述目标广义坐标向量对所述仿人机器人的运动状态进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述腰部姿态矩阵及所述机械臂姿态矩阵，计算所述全身广义坐标向量相对于所述实际任务空间向量的逆向雅可比矩阵的步骤，包括：

根据所述腰部姿态矩阵计算所述仿人机器人在当前时刻的腰部相对于足部的第一运动速度矩阵，其中所述第一运动速度矩阵包括对应腰部相对于足部的线速度及角速度；

根据所述机械臂姿态矩阵确定所述仿人机器人在当前时刻的机械臂末端相对于机械臂基座的位姿表达矩阵；

获取所述仿人机器人在当前时刻的机械臂基座相对于足部的旋转矩阵；

根据所述旋转矩阵以及所述位姿表达矩阵计算所述仿人机器人在当前时刻的机械臂末端相对于足部的第二运动速度矩阵，其中所述第二运动速度矩阵包括对应机械臂末端相对于足部的线速度及角速度；

将所述第一运动速度矩阵与所述第二运动速度矩阵进行速度叠加处理，得到对应的待处理速度矩阵；

根据所述待处理速度矩阵及所述全身广义坐标向量计算所述全身广义坐标向量相对于所述实际任务空间向量的正向雅可比矩阵；

对计算出的所述正向雅可比矩阵进行奇异值分解，得到对应的逆向雅可比矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待处理速度矩阵、所述全身广义坐标向量与所述正向雅可比矩阵之间的关联关系采用如下式子表达为：

其中，A用于表示所述待处理速度矩阵，ζ用于表示所述全身广义坐标向量，用于表示所述全身广义坐标向量关于时间的一阶导数，J(ζ)用于表示所述正向雅可比矩阵。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据与所述全身广义坐标向量对应的预设位置限制条件，将所述实际任务空间向量及所述待执行任务空间向量结合到所述逆向雅可比矩阵的零空间中，计算与所述待执行任务空间向量对应的目标广义坐标向量的步骤，包括：

计算所述待执行任务空间向量与所述实际任务空间向量之间的任务向量差异矩阵；

计算所述逆向雅可比矩阵在零空间中对应的零空间矩阵；

将所述全身广义坐标向量中的每项向量元素与所述预设位置限制条件中对应向量元素的预设数值上限及预设数值下限进行比较，并根据得到的所有比较结果针对所述全身广义坐标向量生成匹配的限位矫正矩阵；

根据所述逆向雅可比矩阵、所述零空间矩阵、所述任务向量差异矩阵以及所述限位矫正矩阵，计算所述仿人机器人针对所述待执行任务空间向量的广义向量补偿矩阵；

按照所述广义向量补偿矩阵对所述全身广义坐标向量进行向量补偿，得到所述目标广义坐标向量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述广义向量补偿矩阵、所述逆向雅可比矩阵、所述零空间矩阵、所述任务向量差异矩阵以及所述限位矫正矩阵之间的关联关系采用如下式子表达为：

其中，Δζ用于表示所述广义向量补偿矩阵，用于表示所述逆向雅可比矩阵，Z(ζ)用于表示所述零空间矩阵，Δσ用于表示所述任务向量差异矩阵，ΔS用于表示所述限位矫正矩阵。